面向大规模滑坡灾害模拟的地形建模与三维可视化

针对大规模滑坡灾害模拟时滑坡模拟计算和大规模地形渲染导致内存消耗大、难以实现大规模滑坡地形数据渲染的问题,提出了一种四叉树多分辨率地形渲染方法。考虑到大规模滑坡地形数据的海量性,分层分块组织地形数据,构建地形块线性四叉树索引;并结合提出的地形节点查找方法动态查找和调度地形数据,建立节点细分评价体系和地形接边算法,提出了四叉树多分辨率地形渲染优化算法。实验结果表明,利用所提出的大规模滑坡地形渲染算法,合理调度三维场景数据,满足了大规模滑坡地形数据渲染要求,也实现了大规模地形高保真度表达,为大规模滑坡模拟奠定基础。     

地形三维场景实时变换及可视化方法研究

地形数据的三维可视化技术一直是3DGIS领域一项重要的研究技术。从地形实时渲染的需求出发,提出大地坐标系下的多分辨率地形组织模型,并对可视化过程中的坐标空间变换方法进行研究,提出一种适合大区域地形可视化的坐标空间变换方案,使可视化的三维地形场景尽可能真实反映其自然的分布形态,使影像纹理、地物与地形之间进行精确的映射与匹配。     

基于IDL三维地形建模及可视化技术研究

三维地形建模及可视化是GIS、计算机图形学、虚拟现实、数字摄影测量等领域的研究热点。在分析第四代交互可视化数据语言IDL的基础上,应用组件编程技术实现了高程数据和遥感图像进行地形三维合成的可视化实验系统,与传统方法相比,运用IDL进行地形建模及可视化具有较高的程序开发效率和较强的地形可视化效果。     

矿山巷道点云模型及其数据组织

针对三维矿山巷道点云数据的可视化效果问题,本文根据三维海量数据的可视化建模思想,提出基于扩展性四叉树、顾及可视化效果的点云数据多分辨率模型及其数据组织方式,详细研究了多分辨率LOD的细节选择算法;并基于VS2005和MapGIS TDE实现了利用一个点云数据图层插件对该模型进行显示,该方法能快速建模,满足三维矿山巷道点云数据的可视化要求。     

大规模三维地形实时漫游关键技术研究

针对大规模三维地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域广泛应用的关键技术与难点,介绍了在四叉树地形数据简化算法的基础上,采用数据分块、基于块节点的视景体裁剪、部分数据常驻内存以及边界裂缝消除等实现对大规模地形数据的快速漫游的方法。实验结果表明,该成果能够实现大规模三维地形的实时漫游。     

多尺度泥石流灾害Web数据模拟与三维可视化

由于缺乏相应的多尺度表达与索引机制,灾害模拟数据的三维动态可视化存在难以实时进行、渲染效果差、模式单一等问题。鉴于此,将泥石流灾害模拟数据与虚拟地形环境相结合,重点研究了泥石流灾害模拟数据实时在线发布与多尺度三维动态可视化方法。设计了网络服务总体框架体系,并重点探讨了多尺度数据组织、索引、动态表达等关键技术;选取案例区域研发原型系统,并开展了分析实验。结果表明,该方法能满足泥石流灾害在线实时三维动态可视化要求,也可根据用户对精度和流畅性的偏好与需求,选择相应尺度进行可视化表达。     

ArcGIS Engine下的三维点云变形监测可视化研究

针对地面三维激光扫描仪获取的点云数据,设计了以Arc GIS Engine为二次开发组件、C#为开发语言的变形监测三维可视化程序,实现了对点云数据的数据管理、三维建模、纹理渲染、数据查询、地形分析5大功能模块。在此基础上,通过将变形前后的两期点云数据进行三维建模与可视化、区域变形量提取,验证了该程序应用于变形监测的可行性。     

基于ArcGIS与3ds MAX的三维地形可视化

传统的三维地形可视化技术存在过多的节点分解合并,影响实时渲染帧速。为此,研究基于ArcGIS与3ds MAX的三维地形可视化技术。将采集的地形数据导入至3ds MAX软件中,构建三维地形模型,采用Geodatabase数据库有效的保存和管理其相关数据,利用ArcGIS中的ArcEngine组件实现三维地形可视化。测试结果表明:在地形区域大小和视场角相同的情况下,与传统的可视化技术相比,使用基于ArcGIS和3ds MAX的三维地形可视化技术,避免了大量无谓的节点分解合并,实时渲染的帧速明显提高,证明该技术能有效提高实时渲染的效率。     

退化四叉树格网的全球多分辨率DEM无缝表达

为了实现全球多分辨率地形快速、高效模拟与可视化表达,本文探讨了基于球面退化四叉树的全球多分辨率DEM无缝建模方法,主要内容包括：提出了一种基于球面退化四叉树的全球DEM分块建模方法;设计并实现了四叉树块内（相邻节点间相差任意剖分层次）、四叉树块间、四叉树与非四叉树块间的自适应无缝拼接算法;应用VC++语言和OpenGL工具,设计开发了相应的可视化实验系统,结果表明：该模型方法实现了全球多分辨率DEM的无缝表达,并在保证精度的同时有效简化了全球DEM格网的数目,简化效率为66.8%（剖分层次为12）。     

基于ArcGIS Engine的综合管线三维可视化研究

利用AreGIS Engine强大的三维显示和渲染功能,介绍基于AtcGIS Engine平台进行综合管线三维可视化的方法,包括直管和弯管建模.算法效率高、模拟效果好,而且建模后的数据可以保存为GeoDatabase格式,能和其他矢量、栅格数据动态叠加显示.利用该方法开发的三维综合管线系统可以与已有的二维管线系统相互兼容,实现优势互补.     

去LoD层级约束的海量三维地形裂缝实时消除算法

海量三维地形的实时渲染技术是三维可视化领域的核心技术和难点之一。针对传统地形裂缝消除方法中存在的瓦片层次约束强、渲染效率低的问题,本文提出了一种去Lo D层级约束的海量三维地形裂缝实时消除算法。在分析地形四叉树组织方式及地形可视化Lo D控制规则的基础上,首先建立包含地形瓦片角点及边邻居关系的四叉树地形多分辨率表示结构;然后根据视点相关的Lo D控制规则,动态地改变地形四叉树节点的分裂或合并状态,更新四叉树;最后根据线性插值算法修正四叉树中互为邻居关系的瓦片高程以消除地形裂缝。通过海量山区地形数据的试验,验证了本文算法的可行性与高效性。     

基于Cesium的三维地形修改与模型坐标变换研究

分析Cesium源码进行算法扩展,实现多区域地形修改和快速渲染,动态修改模型坐标与高度,与整体三维场景相适应。本文解决了模型与影像坐标不一致时产生的模型错位偏移情况,以及模型与地形高程不一致时导致模型漂浮或掩埋现象,在浏览器中完成影像、地形、模型多源数据的三维可视化。     

城市三维地形模型中的关键技术讨论

本文以四元桥地区三维模型试验为例,阐述了城市三维地形模型中的关键技术。包括适用于地形模型的数字高程模型制作方法、传统影像重叠度条件下的真正射影像制作方法和渲染技术与立体建模相结合的道路建模方法。结果表明本方法在精度与真实性损失较小的条件下达到了整体美观效果,所建模型符合城市三维地形可视化的需要。     

一种基于GPU Tessellation的地形渲染方法

为了在大规模地形实时渲染过程中提高渲染效率和得到更平滑逼真的地形,该文提出了一种基于GPU Tessellation技术的地形可视化方法。该方法首先对地形预处理构建四叉树;使用视锥体裁剪和LOD选择降低CPU-GPU数据传输量;在三角化阶段利用GPU代替传统的CPU进行三角化方法极大地减轻CPU的负担并且提高了渲染速率;同时引入地形粗糙度计算GPU Tessellation算法内部细分因子,达到平滑而又不失细节的地形表面渲染效果;以数据细节层次动态设置GPU Tessellation算法的外部细分因子消除了T型裂缝。实验结果表明,该方法CPU利用率低,能够以较小计算代价消除T型裂缝,在地形实时交互式漫游系统中能以较高的渲染帧率输出平滑、逼真的三维虚拟数字地形。该文方法可运用到大规模地形可视化系统中。     

基于Matlab的三次卷积法在数字地形数据内插中的应用

利用三次卷积法对数字地形数据进行内插,获得了足够的三维地形数据,解决了由于格网地形数据有限,必须采用内插的方法以获得足够的三维数据问题,实现了三维地形数据内插和三维模拟,取得了较好的效果,为复杂地形的三维地形建模提供了一种新的方法。     

一种利用模板的三维道路动态建模方法

为解决道路的三维实时可视化设计问题,提出了一种基于道路模板的道路建模方法,该方法充分考虑了道路横、纵方向的结构化特征和地理环境,利用用户的实时交互数据,动态创建与地形互适应的、满足道路工程技术标准的三维道路模型。建模方式灵活、交互性好、渲染效率高,在3DGIS平台Gaea Explorer中的应用验证了该方法的可行性。     

利用偏最小二乘回归分析三维可视化系统的硬件影响因素

在多种配置的计算机上对全球多地区多级别的三维地形进行漫游测试,得出实验数据,然后利用偏最小二乘回归方法,对三维可视化系统中影响系统性能的11个硬件因素进行了分析。实验结果表明,影响三维可视化系统的主要硬件因素为CPU主频、二级缓存和内存,其中,二级缓存对可视化系统运行速率的影响尤为显著。     

基于影像点云的三维激光扫描仪成图与建模软件

一、引言随着信息技术的发展,数字城市建设在全国已经形成一股势不可挡的浪潮。城市地形三维信息的快速采集与提取是当前数字城市建设的热点与难点。基于三维激光扫描数据的数字测图与三维建模日益成为非常有竞争力的数据获取手段之一。但目前市面上采用的测图与建模方法基本上只基于激光点云数据,而点云的可视化效果与可视性不强,导致成图与建模判读困难、速度慢、成     

大范围倾斜摄影模型数据重建研究与实现

倾斜摄影测量技术的应用正在蓬勃兴起,Smart3DCapture作为全自动三维建模软件,在大范围地形建模方面性能表现卓越。然而,大范围地形建模生产了大量的高分辨率模型文件,给计算机加载与渲染带来了困难。针对这一问题本文提出了一种地形模型重建的方法,简化模型结构,降低分辨率,利用LOD思想组织文件结构,减少场景渲染时的模型数量,提高渲染效率,解决了大范围地形场景的加载与显示问题。     

基于Cesium的多尺度城市三维建筑模型可视化

城市空间信息平台的建设既要考虑宏观上的大区域空间格局分析,也要有微观层上的细节化信息分析,因此产生多尺度空间表达的需要.三维空间数据的多尺度表达,不同于二维数据,不仅要顾及输入数据的粒度特征,还要顾及可视化渲染软件平台的技术特征.鉴于Cesium成为三维空间数据可视化表达的重要平台,本研究基于Cesium系统平台及其三维可视化空间数据渲染基础功能,提出一种城市建筑物三维地图综合及多尺度可视化的方法,基于空间邻近、形状细节特征构建多层次二维数据基础,然后在多分辨率三维视觉感知条件下,实现三维建筑物的多粒度可视化渲染.